[实用新型]矿热炉功率补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿热炉节能降耗装置，具体为一种矿热炉功率补偿装置。

背景技术

矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。根据矿热炉的结构特点以及工作特点，矿热炉的系统电抗的70％是由短网系统产生的。短网的损耗占据了系统自身损耗的70%以上，而短网是一个大电流工作的系统，最大电流可以达到上万安培，因此短网的性能在很大程度上决定了矿热炉的性能，由于短网的感抗占整个系统的 70%以上，不论是高烟罩开放式炉、矮烟罩半密闭式炉还是全密闭式炉的短网系统的感抗均较大，基于这个原因，矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上，绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8 之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，消耗大量的无用功，浪费大量电能，且被电力部分加收额外的电力罚款，同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺，导致三相间的电力不平衡加大，最高不平衡度可以达到20％以上，这导致冶炼效率的低下，电费增高，因此提高短网的功率因数，降低电网不平衡就成了降低能耗，提高冶炼效率的有效手段。一般情况下为了解决矿热炉功率因数低下的问题，我国目前多采用在高压端进行无功补偿的方法来解决，高压补偿仅仅是提高了高压侧的功率因数，但是由于低压端短网系统的巨大的感抗所产生的无功功率依然在短网系统中流动，同时三相不平衡是由于短网的强相（短网较短故感抗较小、所以损耗较小，输出较大故名强相）和弱相造成的，因此高压补偿不能解决三相平衡的问题，也没有达到抵消短网系统无功、提高低压端功率因数的作用，由于短网的感抗占整个系统感抗的70％以上，所以不能降低低压端的损耗，也不能增加变压器的出力，但可以避免罚款，仅仅是对供电部门有意义。在矿热炉低压侧针对短网无功消耗和其布置长度不一致导致的三相不平衡现象而实施的无功就地补偿，无论在提高功率因数、吸收谐波，还是在增产、降耗上，都有着高压补偿无法比拟的优势。但是由于传统的补偿投切技术（如采用交流接触器投切）投切开关数量多，成本较高，同时由于工作环境恶劣，因此寿命受到极大的影响，已有的采用传统方式投切的低压补偿使用寿命很难超过一年，投资回收周期加长，由于后续维护费用高，综合效益不佳，给企业带来很大的维护量。

发明内容

本实用新型针对以上技术问题提供一种矿热炉功率补偿装置，目的在于提高矿热炉功率因数、节约能源、提供电压支撑、减少闪变、消除涌流、谐波治理。

本实用新型的具体技术方案如下：

矿热炉功率补偿装置，三组控制变送柜分别通过总线通讯单元与计算机系统连接，每组控制变送柜各有一个综合电能变送器及一个电压电流变送器，每个机柜内设置电力投切单元，电力投切单元内串联投切开关、平衡电阻、控制检测单元.

本实用新型的技术优势主要体现在以下几个方面：

1)、提高变压器、大电流线路利用率，增加冶炼有效输入功率。

针对电弧冶炼而言，无功的产生主要是由电弧电流引起的，将补偿点前移至短网，就地补偿短网的大量无功消耗，提高电源输入电压、提高变压器的出力、增加冶炼有效输入功率。料的熔化功率是与电极电压和料比电阻成函数关系的，可以简单表示为P=U2/Z料。由于提高了变压器的载荷能力，变压器向炉膛输入的功率增大,实现增产降耗。

2)、不平衡补偿，改善三相的强、弱相状况。

由于三相短网布置和炉体、炉料等总是不平衡的，三相不同的电压降、不同的功率，就导致了强、弱相现象的形成。采取单相并联的方式进行无功补偿，综合调节各相补偿容量，提高炉心功率密度和坩锅均匀度，使三相电极的有效工作电压一致、平衡电极电压、均衡三相吃料，改善三相的强、弱相状况，达到增产、降耗的目的。同时，改善三相不平衡现象，改善了炉膛工作环境，延长了炉子使用寿命。

3)、降低高次谐波，减少谐波对整个供电设备的危害，减小变压器及网络附加损耗。 

4)、提高了电能质量，改善了系统电气参数，提高了产品质量。

本实用新型具有以下显著特点：

三相分别补偿，降低三相不平衡度，有效增产降耗。

极大改善电压跌落和闪变。

任何时刻实现自由投切。

投切可靠性高，投切开关无故障投切次数可以达到几百万次。是普通开关寿命的几十倍。由于采用大功率电子元器件投切，抗冲击性好，可以达到数十倍的过电流冲击而无损坏。

投入无涌流，切除无过电压。